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Postoperative respiratory complications

TL;DR: Postoperative epidural analgesia plays a role but its impact is vanishing with the decreasing incidence of respiratory complications, so non-invasive ventilation, incitative spirometry and physiotherapy need to be maintained postoperatively in patients at risk.
About: This article is published in Journal Européen des Urgences et de Réanimation.The article was published on 2016-01-01 and is currently open access. It has received 2 citations till now. The article focuses on the topics: Chest physiotherapy & Ventilation/perfusion ratio.

Summary (3 min read)

1 Introduction

  • Les complications respiratoires postopératoires (CRP) sont d’expression variées, allant de l’atélectasie avec désaturation modérée à la détresse respiratoire nécessitant une réintubation (1) .
  • C’est un problème important, probablement sous-estimé, dont l’incidence et la morbidité sont au moins égales à celles des complications cardio-vasculaires post opératoires (2).

2 Incidence des complications respiratoires post-opératoires

  • L’incidence des CRP dépend de la définition que l’on en donne.
  • Si on les définit comme l’apparition d’un Acute Lung Injury ou d’un Syndrome de Détresse Respiratoire Aiguë post chirurgie à haut risque, on retrouve une incidence de 2.6% (3).
  • Une définition plus restrictive (nécessité de ventilation mécanique > 48 heures) montre une incidence des CRP de 3,4% sur tout type de chirurgie, avec des incidences notablement plus élevées (entre 5 et 10%) en chirurgie abdominale, thoracique et vasculaire (4).
  • Si l’on compare l’incidence des CRP et celle des complications cardiovasculaires en chirurgie non cardiaque, on aboutit à des chiffres relativement semblables (2).
  • Il semble même que la survenue de CRP soit plus prédictive de la mortalité à long terme que les complications cardio-vasculaires (5).

3.2 La chirurgie

  • Le geste chirurgical en lui-même induit une altération de la fonction respiratoire, par différents mécanismes.
  • Ainsi, le type d’incision semble jouer un rôle important.
  • La chirurgie par cœlioscopie entraîne une moindre altération de la fonction respiratoire que la laparotomie (16,17).
  • Enfin, la stimulation péritonéale entraîne une inhibition de la commande phrénique, via des afférences viscérales situées au niveau du mésentère et de nombreux organes intra-abdominaux (18,19).
  • A ces titres, l’altération de la fonction diaphragmatique est d’autant plus marquée que la chirurgie est proche du diaphragme (chirurgie aortique, thoracique, sus-mésocolique) (2).

3.3 Le terrain du patient

  • Dans l’étude de Smetana, les facteurs de risque de CRP les plus importants liés au patient étaient l’âge, un score ASA ≥ 2, la présence d’une insuffisance cardiaque chronique, d’une limitation fonctionnelle pré opératoire (définie par une dépendance dans les actes de la vie quotidienne), d’une bronchopneumopathie chronique obstructive (2).
  • Retrouvaient en 2001 globalement les mêmes facteurs pour prédire la survenue d’une pneumopathie post opératoire (21).
  • Y ajoutaient en 2010 une saturation en oxygène pré opératoire ≤ 90%, la notion d’infection respiratoire dans le mois précédent, et une anémie pré opératoire (1).
  • L’ensemble de ces éléments sont évaluables en consultation d’anesthésie, sans recourir à d’autres examens complémentaires.
  • Ces facteurs de risque liés au patient s’intègrent dans des scores prédictifs de risque de CRP détaillés ultérieurement.

4.1 Scores de risque

  • De la même façon qu’il existe depuis longtemps des scores de risque de complications cardiovasculaires post opératoires en chirurgie non cardiaque (22), dont le plus connu et le plus utilisé est le score de Lee (23), plusieurs auteurs ont tenté de développer des scores prédictifs de CRP.
  • L’un des premiers scores de prédiction de pneumopathie post opératoire, « postoperative pneumoniae risk index », identifie des facteurs de risque liés au patient et à la chirurgie, pondérés selon leur rapport de cote.
  • D’autres scores se sont plus spécifiquement attachés à la prédiction du risque de réintubation (24).
  • Tous ces scores ont été mis au point sur des cohortes de patients spécifiques dans un centre donné et posent donc le problème de leur validité externe.
  • Leur définition des CRP est plus large et pragmatique, et leur score comporte moins d’items (sept).

4.2 Examens complémentaires

  • Il peut sembler tentant de recourir aux examens complémentaires pour identifier les patients à risque de complications respiratoires post opératoires.
  • Mais la radiographie pulmonaire, les gaz du sang, tout comme les épreuves fonctionnelles respiratoires pré opératoires ont de faibles valeurs prédictives positives et négatives de CRP en chirurgie non cardio-thoracique.
  • Ils ne sont pas plus informatifs que la clinique (2).
  • La plupart de ces examens ne sont d’ailleurs plus recommandés en pré opératoire de manière systématique (26).
  • Le dosage de l’albuminémie est d’ailleurs recommandé chez les patients à risque dans les guidelines américaines de prévention des CRP (27).

5.1 Prévention pré opératoire

  • Le tabac, même s’il ne fait pas partie des facteurs de risque de CRP les plus importants, majore tout de même ce risque.
  • L’arrêt du tabac est donc recommandé, même si les niveaux de preuve sont bas (28).
  • Le risque avancé d’encombrement bronchique lié à une broncho-sécrétion importante à son arrêt reste moindre que le bénéfice global observé.
  • La spirométrie incitative permet de diminuer de manière significative la survenue des CRP et particulièrement des pneumopathies post opératoires en chirurgie cardiaque.
  • La kinésithérapie pré opératoire est intéressante chez les patients présentant une bronchopneumopathie chronique obstructive, car elle améliore leur capacité fonctionnelle pré opératoire (29).

5.2 Prévention per opératoire

  • Un des principaux facteurs sur lequel l’anesthésiste peut agir est la limitation de l’agression pulmonaire.
  • Sur des poumons présumés sains, cette pratique était plus controversée, les résultats étant contradictoires.
  • A la lumière de ces résultats, on peut aujourd’hui recommander l’utilisation d’une ventilation protectrice, en particulier chez les patients les plus à risque de complications postopératoires.
  • Les modalités proposées sont les suivantes : - Volume courant (Vt) = 6-8 ml/kg de poids idéal.
  • On sera vigilant devant le risque de baisse du débit cardiaque induit par ces manœuvres de recrutement chez les patients instables hémodynamiquement.

5.3 Prévention post opératoire

  • 3.1 L’analgésie post opératoire : La péridurale thoracique (APD) est largement utilisée pour assurer l’analgésie post opératoire en chirurgie abdominale ou thoracique majeure.
  • Cependant, on observe une baisse de ces effets bénéfiques avec le temps, probablement due à l’amélioration des moyens de l’analgésie systémique (analgésie morphinique contrôlée par le patient, développement du concept d’analgésie multimodale).
  • A cette fin, on utilise un appareil (spiromètre incitatif) qui donne au patient un retour visuel lié au débit inspiratoire produit.
  • 3.3 Sonde naso-gastrique L’abandon de la mise en place systématique d’une sonde naso-gastrique (SNG) en chirurgie abdominale a permis de réduire l’incidence des complications respiratoires post opératoires (43,44), sans pour autant retarder la reprise du transit.

6 Prise en charge des CRP

  • Malgré l’amélioration des pratiques de dépistage des patients à risque et de prévention des CRP, il arrive encore fréquemment que la fonction respiratoire d’un patient se dégrade en post opératoire.
  • Les mécanismes en cause peuvent être multiples : atélectasie, épanchement pleural, pneumopathie débutante….
  • Et chacune de ces causes nécessite une prise en charge spécifique qu’il serait trop long de détailler.
  • Néanmoins, il convient de garder à l’esprit qu’une dégradation respiratoire peut toujours être un mode possible de révélation d’une complication chirurgicale (lâchage d’anastomose digestive par exemple).
  • En dehors de ces cas où une reprise chirurgicale en urgence s’impose, la prise en charge de ces CRP relève d’une prise en charge réanimatoire classique : oxygénothérapie, VNI, réintubation, prélèvements bactériologiques larges, bilan radiologique….

7 Conclusion

  • Les complications respiratoires post opératoires sont une problématique grave et encore insuffisamment connue.
  • Smetana GW, Lawrence VA, Cornell JE, American College of Physicians.
  • Tokics L, Hedenstierna G, Strandberg A, Brismar B, Lundquist H. Lung collapse and gas exchange during general anesthesia: effects of spontaneous breathing, muscle paralysis, and positive end-expiratory pressure.
  • Strategies to reduce postoperative pulmonary complications after noncardiothoracic surgery: systematic review for the American College of Physicians.

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1
Complications respiratoires post opératoires
Antoine NAU (1), Mohamed HADJ, (1), Mathieu RAUX (2,3)
.
(1) Hôpital d’instruction des armées Percy, Département d'Anesthésie Réanimation,
Clamart, France
(2) AP-HP, Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière Charles Foix, Département
d'Anesthésie Réanimation, F-75013, Paris, France
(3) Sorbonne Universités, UPMC Univ Paris 06, INSERM, UMRS1158
Neurophysiologie respiratoire expérimentale et clinique, Paris, France
Correspondance:
Dr. Mathieu RAUX
Salle de Surveillance Post-Interventionnelle et d’Accueil des Polytraumatisés
Département d’Anesthésie Réanimation
Groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière
47-83 Boulevard de l’Hôpital
75651 Paris Cedex 13, France
Tel : +33 1 42177329
Fax : +33 1 42177388
Email : mathieu.raux@psl.aphp.fr

2
1 Introduction
Les complications respiratoires postopératoires (CRP) sont d’expression variées, allant
de l’atélectasie avec désaturation modérée à la détresse respiratoire nécessitant une
réintubation (1) . C’est un problème important, probablement sous-estimé, dont l’incidence et
la morbidité sont au moins égales à celles des complications cardio-vasculaires post
opératoires (2).
L’anesthésiste-réanimateur doit désormais intégrer ce risque dans sa prise en charge
péri anesthésique, ce qui nécessite de bien connaître l’étendue du problème, de comprendre
les mécanismes de survenue, de savoir identifier les patients à risque, et de mettre en place
des moyens de prévention en pré, per, et post-opératoire.
2 Incidence des complications respiratoires post-opératoires
L’incidence des CRP dépend de la définition que l’on en donne. Si on les définit
comme l’apparition d’un Acute Lung Injury ou d’un Syndrome de Détresse Respiratoire
Aiguë post chirurgie à haut risque, on retrouve une incidence de 2.6% (3). Une définition plus
restrictive (cessité de ventilation mécanique > 48 heures) montre une incidence des CRP de
3,4% sur tout type de chirurgie, avec des incidences notablement plus élevées (entre 5 et 10%)
en chirurgie abdominale, thoracique et vasculaire (4). Enfin, si on utilise une définition
beaucoup plus large (infection respiratoire, défaillance respiratoire finie par une saturation
en oxygène en air ambiant inférieure à 90% ou une pression artérielle partielle en oxygène
inférieure à 60mmHg, épanchement pleural, atélectasie, pneumothorax, bronchospasme…)
l’incidence est plus élevée et atteint 5% de l’ensemble des chirurgies, avec des pics à 39.6 %
en chirurgie cardiaque, 31.4% en chirurgie thoracique et 7.4% en chirurgie digestive (1).
Si l’on compare l’incidence des CRP et celle des complications cardiovasculaires en
chirurgie non cardiaque, on aboutit à des chiffres relativement semblables (2). Il semble
même que la survenue de CRP soit plus prédictive de la mortalité à long terme que les
complications cardio-vasculaires (5).

3
Ainsi, les CRP représentent un véritable problème, probablement sous-estimé, alors
que le risque de complications cardio-vasculaires est bien connu et intégré depuis longtemps à
la prise en charge anesthésique.
3 Mécanismes de survenue des CRP
Les trois grands déterminants de survenue des CRP sont liés à l’anesthésie, à la
chirurgie, et au terrain.
3.1 L’anesthésie
Les produits d’anesthésie entraînent une diminution du tonus musculaire avec
augmentation des forces rétractiles du parenchyme pulmonaire. Il en résulte une diminution
de la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) de plus de 20% (6). Cette diminution est
également responsable de l’apparition d’atélectasies dès que la CRF passe en dessous du
volume de fermeture (7,8) avec pour conséquence une majoration du shunt physiologique et
baisse du rapport ventilation/perfusion. Enfin, la baisse du tonus musculaire entraîne la
fermeture des petites voies aériennes, ce qui majore encore le shunt dans certaines zones (7).
Ces effets sont exacerbés en décubitus dorsal et chez l’obèse (9).
D’autres mécanismes ont été proposés pour expliquer la diminution du rapport
ventilation/perfusion, au premier rang desquels figure la compression des régions inférieures
du poumon par l’abdomen, due à la perte de la rigidité diaphragmatique (8). On retrouve par
ailleurs la résorption des gaz notamment en cas d’inhalation d’oxygène pur (10), ainsi que les
altérations du surfactant (11).
Enfin, en post-opératoire, deux mécanismes liés à l’anesthésie peuvent entraîner des
complications respiratoires. D’une part, la sédation résiduelle peut être responsable d’une
obstruction de la filière pharyngée (12) et augmenter ainsi le risque d’inhalation par
relaxation du sphincter supérieur de l’œsophage (13). D’autre part, toute curarisation
résiduelle expose à un risque de dépression respiratoire par perte de coordination des muscles
intercostaux et parésie diaphragmatique, ainsi qu’à un risque prolongé d’inhalation par
dysfonction de la filière laryngo-pharyngée (14).

4
Globalement, l’anesthésie générale contribue, à elle seule, au doublement du risque de
complications respiratoires post chirurgicales comparativement à une anesthésie locorégionale
(2).
3.2 La chirurgie
Le geste chirurgical en lui-même induit une altération de la fonction respiratoire, par
différents mécanismes.
Le premier d’entre eux est le traumatisme musculaire, par lésion chirurgicale du
diaphragme ou des muscles intercostaux ou abdominaux. Ainsi, le type d’incision semble
jouer un rôle important. Les incisions transverses entraînent moins de CRP que les incisions
médianes (15). La chirurgie par cœlioscopie entraîne une moindre altération de la fonction
respiratoire que la laparotomie (16,17).
Le second mécanisme chirurgical à l’origine de CRP est la douleur, qui contribue à
restreindre la course diaphragmatique. Enfin, la stimulation péritonéale entraîne une inhibition
de la commande phrénique, via des afférences viscérales situées au niveau du mésentère et de
nombreux organes intra-abdominaux (18,19). A ces titres, l’altération de la fonction
diaphragmatique est d’autant plus marquée que la chirurgie est proche du diaphragme
(chirurgie aortique, thoracique, sus-mésocolique) (2).
Aux conséquences directes de la chirurgie, viennent s’ajouter d’autres mécanismes
responsables d’une altération parenchymateuse, tels l’inflammation, le sepsis, ou le
Transfusion Related Acute Lung Injury (2).
Cette dysfonction respiratoire est prévisible et atteint son paroxysme dans les 48
heures postopératoires (20). Il apparaît donc important d’optimiser la programmation de l’acte
chirurgical de sorte que le nadir de la fonction ventilatoire corresponde à un jour « ouvrable »
lorsque le patient est à risque élevé de CRP. Il est donc illogique d’optimiser le patient à haut
risque tout en programmant sa chirurgie en fin de semaine.
3.3 Le terrain du patient
Dans l’étude de Smetana, les facteurs de risque de CRP les plus importants liés au
patient étaient l’âge, un score ASA 2, la présence d’une insuffisance cardiaque chronique,
d’une limitation fonctionnelle pré opératoire (définie par une dépendance dans les actes de la
vie quotidienne), d’une bronchopneumopathie chronique obstructive (2). Arozullah et coll.

5
retrouvaient en 2001 globalement les mêmes facteurs pour prédire la survenue d’une
pneumopathie post opératoire (21). Canet et coll. y ajoutaient en 2010 une saturation en
oxygène pré opératoire 90%, la notion d’infection respiratoire dans le mois précédent, et
une anémie pré opératoire (1). L’ensemble de ces éléments sont évaluables en consultation
d’anesthésie, sans recourir à d’autres examens complémentaires.
Ces facteurs de risque liés au patient s’intègrent dans des scores prédictifs de risque de
CRP détaillés ultérieurement.
4 Identification des patients à risque :
4.1 Scores de risque
De la même façon qu’il existe depuis longtemps des scores de risque de complications
cardiovasculaires post opératoires en chirurgie non cardiaque (22), dont le plus connu et le
plus utilisé est le score de Lee (23), plusieurs auteurs ont tenté de développer des scores
prédictifs de CRP.
L’un des premiers scores de prédiction de pneumopathie post opératoire,
« postoperative pneumoniae risk index », identifie des facteurs de risque liés au patient et à la
chirurgie, pondérés selon leur rapport de cote. Selon le nombre de points, les patients sont
classés en 5 groupes, avec une probabilité de pneumopathie post opératoire allant de 0.24% à
15.3% (21). Le nombre d’items est important (quatorze), ce qui rend l’utilisation de ce score
difficile en routine.
D’autres scores se sont plus spécifiquement attachés à la prédiction du risque de
réintubation (24). Tous ces scores ont été mis au point sur des cohortes de patients
spécifiques dans un centre donné et posent donc le problème de leur validité externe.
Plus récemment, Canet et al ont décrit le score ARISCAT (« Assess Respiratory Risk
in Surgical Patients in Catalonia ») (1). Leur définition des CRP est plus large et pragmatique,
et leur score comporte moins d’items (sept). Il permet de classer les patients en trois groupes
(Bas risque : 1.6% de CRP; Risque intermédiaire 13.3%, Haut risque 42.1%) et prend en
compte à la fois les facteurs liés au patient et à la chirurgie. Ce score a été validé dans une
large cohorte européenne (25) et semble donc être à l’heure actuelle le plus intéressant et le
plus utilisable en pratique clinique.
Il est important de noter que dans la plupart des scores et en particulier dans
ARISCAT, les facteurs liés à la chirurgie semblent plus importants que ceux liés au patient.

Citations
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TL;DR: The LMA Supreme may reduce the incidence of airway complication in comparison to the TT but high quality randomized trials are recommended to further objectify if use of the LMA decreases the risk on postoperative airway complications.

66 citations


Cites background or methods or result from "Postoperative respiratory complicat..."

  • ...Thirteen clinical studies [13-23,29,30] compared the LMA Classic with the TT (Table 3); 3 compared the LMA Proseal with the TT [12,24,25]...

    [...]

  • ...In the remaining 7 studies [15-17,21,23,29,30], no details were reported on TT cuff inflation volumes....

    [...]

  • ...In all 19 studies [12-30], randomization was performed but allocation of concealment was unclear in 8 studies [13-16, 20,21,23,26]....

    [...]

  • ...Selection of device size for the LMA Classic was based on sex in 5 studies [13-15,17,18], on weight in 3 studies [16,20,29], and in line with manufacturers' recommendation in 1 study [19]....

    [...]

  • ...In 10 studies [12,20,22-24,26-30], a blinded observer assessed postoperative outcome....

    [...]

References
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Journal ArticleDOI
TL;DR: It is suggested that the beneficial effects observed after laparoscopic gastroplasty in morbidly obese patients were similar to those reported after Laparoscopic cholecystectomy in non-obese patients.
Abstract: We have compared severely obese patients (body mass index > 35 kg m-2) undergoing laparoscopic or open gastroplasty (n = 15 in each group) to determine if laparoscopy results in any benefit in the obese. Postoperative pain, measured on a 100-mm visual analogue scale, and opioid consumption were recorded during the first two days after operation. Tests of pulmonary function were performed and SpO2 was measured 4 h after surgery and on days 1, 2 and 3 after operation. Pain at rest was similar in the two groups, but in the laparoscopy group, requirements for postoperative opioid were 50% less (P

80 citations


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  • ...La chirurgie par cœlioscopie entraîne une moindre altération de la fonction respiratoire que la laparotomie (16,17)....

    [...]

Journal ArticleDOI

67 citations


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  • ...Cette dysfonction respiratoire est prévisible et atteint son paroxysme dans les 48 heures postopératoires (20)....

    [...]

Journal ArticleDOI
TL;DR: The alteration in breathing frequency indicates that at least part of the reflex is supraspinally mediated and supports the theory that reflex inhibition of breathing contributes to postoperative pulmonary complications seen in subjects after abdominal surgery.
Abstract: The effect of mechanical stimulation of the gallbladder on breathing was studied in anesthetized spontaneously breathing dogs. Measurements of tidal volume, breathing frequency, rib cage and abdominal diameter, transdiaphragmatic pressure, and electrical activity of the diaphragm were made while traction or compression was applied to the gallbladder for periods of 30 s. Both forms of mechanical stimulation produced similar changes, including large decreases in tidal volume, respiratory rate, electrical activity of the diaphragm, and transdiaphragmatic pressure swings. Inspiratory rib cage expansion was little affected, but abdominal expansion was greatly reduced, and swings in gastric pressure were reduced more than swings in pleural pressure, indicating a selective decrease in diaphragmatic activity. Recovery of all measured parameters returned toward control values, despite continued traction or compression. Some inhibition persisted after the stimulus was withdrawn. The very brief interval between stimulus and response suggested that the mechanism was a neural reflex. The afferents involved are unknown but are not purely vagal in nature, since qualitatively similar results were seen in animals after vagotomy. The alteration in breathing frequency indicates that at least part of the reflex is supraspinally mediated. The change in pattern of breathing closely resembles that seen in subjects after abdominal surgery and supports the theory that reflex inhibition of breathing contributes to postoperative pulmonary complications seen in those subjects.

60 citations


"Postoperative respiratory complicat..." refers background in this paper

  • ...Enfin, la stimulation péritonéale entraîne une inhibition de la commande phrénique, via des afférences viscérales situées au niveau du mésentère et de nombreux organes intra-abdominaux (18,19)....

    [...]

Journal ArticleDOI
TL;DR: The Unplanned Intubation Risk Index based on the adjusted hazard ratios for variables, ranging from 0 (lowest risk) to 18 (highest risk), had a 79% accuracy in distinguishing patients requiring unplanned intubation from those not requiring it.
Abstract: BACKGROUND:Unplanned tracheal intubation after surgery has been associated with high mortality. Few studies have examined the risk factors for this complication.METHODS:The American College of Surgeons National Surgical Quality Improvement Program (NSQIP) is a multicenter, prospective, outcome-orien

60 citations


Additional excerpts

  • ...D’autres scores se sont plus spécifiquement attachés à la prédiction du risque de réintubation (24)....

    [...]

Journal ArticleDOI
TL;DR: It is concluded that postoperative pulmonary function was less impaired after gynaecological laparoscopy than after laparoscopic cholecystectomy, and suggests that the site of surgery is an important determinant of lung dysfunction after lapARoscopy.
Abstract: In this prospective study, we have compared women undergoing laparoscopic cholecystectomy, laparoscopic gynaecological surgery and laparoscopic minor gynaecological procedures (diagnostic, tubal, ligation) (n = 10 in each group) to determine if lower abdominal laparoscopy results in less postoperative pulmonary dysfunction than upper abdominal laparoscopy. Pulmonary testing was performed before operation, and 3 and 6 h after operation, on the first and second days after surgery. After operation, a significant reduction in forced vital capacity, forced expiratory volume in 1 s and peak expiratory flow rate occurred after laparoscopic cholecystectomy at each time. There were no significant changes after minor gynaecologic laparoscopy, whereas laparoscopic gynaecological surgery resulted in minor pulmonary dysfunction on the day of surgery only. We conclude that postoperative pulmonary function was less impaired after gynaecological laparoscopy than after laparoscopic cholecystectomy. This study suggests that the site of surgery is an important determinant of lung dysfunction after laparoscopy.

59 citations


"Postoperative respiratory complicat..." refers background in this paper

  • ...La chirurgie par cœlioscopie entraîne une moindre altération de la fonction respiratoire que la laparotomie (16,17)....

    [...]

Frequently Asked Questions (1)
Q1. What are the contributions in this paper?

Arozullah et al. this paper developed a model to predict postoperative pulmonary complications in men after major noncardiac surgery.